In
dit topic heb ik de rolweerstand van een cilinder op rails in een testopstelling getracht te meten. Een van de factoren van (grote) invloed was de doorbuiging van de rails onder het geringe gewicht van de cilinder.
Meten van die doorbuiging leverde toch wel problemen op, want zelfs een meetklokje dat 1/1000 mm resolutie heeft is eigenlijk niet gevoelig genoeg, én de veerdruk van de taster op de rails zorgt zelf weer voor buiging.
Dus heb ik mij voorgenomen de doorbuiging (en als afgeleide daarvan de elasticiteitsmodulus aka Youngs modulus) zo goed mogelijk te meten middels interferometrie. Dat zou moeten lukken met wat trucjes en mijn Michelson interferometer
klik die ik een paar jaar terug heb gebouwd.
Eerste probleem daarbij is dat ik de golflengte van de groene ('El Cheapo' zonder documentatie uit China) laser niet echt weet. Mogelijk 520 nm, of 532 nm, maar beide hebben dan weer een (spannings/vermogens/temperatuurs) afhankelijke frequentie van pakweg +/- 10 nm.
Dus als eerste ga ik die meten. Daarvoor heb ik het volgende plannetje:
- Ik probeer de laser op een zo constant mogelijke temperatuur te houden (simpel door vast vermogen door de laser heen sturen bij 21 graden omgevingstemperatuur en de laser niet uit te schakelen)
- Een verstelbare (first surface) spiegel (zie afbeeldingen) te gebruiken.
Het spiegeltje is verstelbaar gemonteerd op een slede die over twee staafjes glijdt die als rails dienen. De slede wordt heen en terug bewogen door een schroefasje met een spoed van 0,5 mm. Aan dit schroefasje zit een wormwieltje met 50 tanden, dat weer aangedreven wordt door een wormasje. Een volledige rotatie van het aandrijfwiel resulteert dus in 1 tand verplaatsing van het wormwiel en dus een honderdste mm verplaatsing. Een vrij krachtige drukveer werkt eventuele speling tussen schroefasje en de slede weg.
Het projectiebeeld van de interferometer laat 'fringes', cirkelvormige interferentiepatronen zien (zie het topic over de interferometer voor meer info).
Omdat de spoed van het schroefasje weliswaar bekend, maar beslist niet nauwkeurig is (en ik wil tot minder dan duizendsten van een mm meten) heb ik de volgende opzet bedacht:
Het meetklokje meet de verplaatsing van de spiegel over een 'flinke' afstand, stel 1 mm. Ik tel tijdens de verplaatsing het aantal fringes dat voorbij komt (een hele golflengte is de wisseling van een witte naar een zwarte naar een witte kern in het patroon). Nu heb ik dat gisteren geprobeerd, maar mijn handen zijn veel te ruwe instrumenten om continue het wiel van het spiegeltje te draaien, het beeld trilt teveel en mijn draaisnelheid is weinig constant waardoor ik fringewisselingen mis. Dus heb ik een hulpje gebouwd, dat het roteren van mij overneemt. Een 6 rpm micromotortje met een afdoende extra vertraging in een aangekoppeld hulpsysteempje draait het wieltje voor mij rond en zorgt voor een verplaatsing van het spiegeltje met ongeveer 100 nm per seconde. Aangezien de spiegel de heen- en terugweg beïnvloedt, is dat ongeveer 200 nm verschil in het interferentiepatroon van de gesplitste laserstraal zodat ik ongeveer iedere 2,5 seconden een volledig fringewissel zal zien.
Morgen of overmorgen meten. Ideeën, tips, suggesties en opbouwende kritiek zijn welkom!
